Solidifikasi/Stabilisasi Limbah Slag Yang Mengandung Chrom (Cr) dan Timbal (Pb) dari Industri Baja Sebagai Campuran Dalam Pembuatan Concrete (Beton)

SOLIDIFIKASI/STABILISASI LIMBAH SLAG YANG

MENGANDUNG CHROM (Cr) DAN TIMBAL (Pb) DARI

INDUSTRI BAJA SEBAGAI CAMPURAN DALAM

PEMBUATAN CONCRETE (BETON)

SKRIPSI

Oleh

Rizky B.O Rumahorbo

130425010

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

OKTOBER 2015

SOLIDIFIKASI/STABILISASI LIMBAH SLAG YANG

MENGANDUNG CHROM (Cr) DAN TIMBAL (Pb) DARI

INDUSTRI BAJA SEBAGAI CAMPURAN DALAM

PEMBUATAN CONCRETE (BETON)

SKRIPSI

Oleh

Rizky B.O Rumahorbo

130425010

SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN

PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

OKTOBER 2015

i

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:

Solidifikasi/Stabilisasi Limbah Slag Yang Mengandung Chrom (Cr) Dan Timbal (Pb) Dari Industri Baja Sebagai Campuran Dalam Pembuatan Concrete (Beton) Dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.

Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.

Medan, 21 Oktober 2015

Rizky B. O Rumahorbo NIM 130425010

ii

iii

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi dengan judul “Solidifikasi/Stabilisasi Limbah Slag Yang Mengandung Chrom (Cr) dan Timbal (Pb) dari Industri Baja Sebagai Campuran Dalam Pembuatan Concrete (Beton)”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.

Hasil penelitian ini sangat baik untuk di publikasikan atau penelitian ini dapat dimanfaatkan di masa yang akan datang, sebab limbah Slag Baja yang selama ini dikategorikan sebagai limbah B3 dapat dimanfaatkan untuk bahan campuran pembuatan bata beton. Selain dapat menghambat pencemaran lingkungan dengan mengikat logam berat yang terkandung dalam slag baja tersebut juga bata beton yang didapat dapat dimanfaatkan untuk bahan bangunan, untuk jalan, parkiran dll

Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terimakasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:

1. Dr. Ir Fatimah, M.T selaku Pembimbing yang memberikan banyak bimbingan dan bantuan selama penulis menyusun skripsi ini

2. Ir.Renita Manurung, M.T selaku koordinator skripsi

3. Dosen-dosen Teknik Kimia yang memberikan banyak ilmu dan juga bimbingan selama penulis mengemban kuliah di Universitas Sumatera Utara 4. Susi Viviana Sigiro sebagai teman yang banyak membantu baik dalam

proses belajar dan menyusun skripsi maupun partner dalam penelitian. 5. Mahasiswa Ekstensi stambuk 2013 yang bersedia membantu dan memberi

semangat kepada penulis

iv

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.

Medan, Oktober 2015 Penulis

v

DEDIKASI

Skripsi ini saya dedikasikan untuk orang tua tercinta yaitu bapak tercinta Jahita Felix Rumahorbo dan ibunda saya tersayang Elfrida Sitinjak dan untuk saudara saya terhebat Edwin Rumahorbo, Cheryl Rumahorbo dan Edward Rumahorbo. Aku

sayang kalian semua ‘God bless our family’

“Siapa kah aku ini Tuhan jadi biji mata-Mu, dengan apakah kubalas Tuhan selain puji dan hormat Kau”

vi

RIWAYAT HIDUP PENULIS

Nama : Rizky Bintang Oletta Rumahorbo NIM : 130425010

Tempat/tgl lahir : Parapat, 21Februari 1992 Nama orang tua: Jahita Felix Rumahorbo

Alamat Orang tua:

Jln. Gotong Royong, Pangasean Parapat no 20B 21174

Asal Sekolah

• SD Negri 091465 Parapat tahun 1998-2004

• SMP Negri 1 Girsang Sipangan Bolon tahun 2004-2007

• SMA Negri 1 Girsang Sipangan Bolon tahun 2007-2010

• D3 PTKI Medan tahun 2010-2013 Beasiswa yang pernah diperoleh:

• Beasiswa jamsostek 2011 Pengalaman Organisasi:

1. Bendahara Umum MPM (Majelis Permusyawaratan Mahasiswa) PTKI periode 2011-2012

2. Panitia Pembinaan disiplin dan Mental Mahasiswa Baru (PTKI) tahun 2012 3. Asisten Laboratorium Kimia Analisa (PTKI) periode 2012-2013

Artikel yang telah dipublikasi dalam Jurnal:

Rizky Rumahorbo, ”Solidifikasi/Stabilisasi Limbah Slag Yang Mengandung Chrom (Cr) dan Timbal (Pb) dari Industri Baja Sebagai Campuran dalam Pembuatan Concrete (beton)”.

vii

Abstrak

Penelitian solidifikasi/stabilisasi dengan memanfaatkan limbah slag baja dari industri baja sebagai bahan campuran dalam pembuatan Concrete (bata beton) telah selesai dilakukan Dalam penelitian ini limbah slag divariasikan dalam setiap campuran dalam pembuatan bata beton adapun variasi limbah slag tersebut adalah 0%, 6,25%, 12,5%, 18,75%, 25, 31,25% dan dianalisa bagaimana pengaruh komposisi campuran terhadap kuat tekan, porositas dan mobilisasi logam berat dan hasil penelitian menunjukkan bahwa komposisi terbaik yang di dapat yaitu pasir 0%, kerikil 43,75%, semen 25% dan limbah slag 31,25%, menghasilkan kuat tekan sebesar 304,68 kg/cm2 dan hasil uji porositas sebesar 2,61% namun pada variasi penambahan limbah slag sebesar 0%, 6,25%, 12,5%, 18,75%, 25, 31,25% telah memenuhi kualifikasi mutu SNI 03-0691-1996 Sedangkan untuk uji mobilisasi logam berat Pb dan Cr dalam air rendaman semua variasi <0,1955 ppm telah memenuhi baku mutu standart KEP-03/BAPEDAL/09/1995 tentang Persyaratan Teknis Pengolahan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun) sehingga slag baja dapat digunakan sebagai bahan campuran bata beton yang aman bagi lingkungan.

viii

Abstract

Research solidification / stabilization by using waste of slag steel from the steel industry as of mixed material to make a concrete ( brick concrete) has completed in this research waste of slag varied in any mixture to make brick concrete as for variation waste of slag is 0 %, 6.25 %, 12.5 %, 18.75 %, 25, 31.25 % and analysis how influence composition a mixture of strong press, porosity and mobilization of heavy metal and the research results show that composition the best in the sand 0 %, gravel 43,75 %, cement 25 % and waste of slag 31,25 %, produce strong press is 304,68 kg/ cm2 and results of the porosity is 2,61 % but all variation of waste slag 0 %, 6.25 %, 12.5 %, 18,75 %, 25, 31,25 % have qualified of SNI 03-0691-1996 while to test mobilization of heavy metal Pb and Cr in water all the variations is <0,1955 ppm have met of quality standart kep-03 / bapedal / 09 / 1995 (about technical requirements of hazardous waste and toxic materials) so it can be used as a steel slag mix concrete material that is safe for the environment

ix

DAFTAR ISI

Pernyataan keaslian skripsi i

pengesahan ii

Prakata iii

Dedikasi v

Riwayat hidup vi

Abstak vii

Daftar isi ix

Daftar gambar xi

Daftar tabel xii

Daftar lampiran xiii

Daftar singkatan xiv

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1 LATAR BELAKANG 1

1.2 PERUMUSAN MASALAH 4

1.3 TUJUAN PENELITIAN 4

1.4 MANFAAT PENELITIAN 4

1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 6

2.1 LIMBAH INDUSTRI BAJA 6

2.2 SLAG BAJA 6

2.3 LOGAM CHROM 8

2.4 LOGAM TIMBAL 9

2.5 SOLIDIFIKASI/STABILISASI 10

2.6 TUJUAN PROSES SOLIDIFIKASI/STABILISASI 12

2.7 BETON 13

2.7.1 Material Penyusun Beton 14

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 20

x

3.2 BAHAN DAN PERALATAN 20

3.2.1 Bahan 20

3.2.2 Peralatan 20

3.3 PROSEDUR PERCOBAAN 21

3.3.1 Persiapan Bahan Baku (limbah) 21

3.3.2 Analisa Limbah Padat Slag Baja 22

3.3.3 Prosedur Solidifikasi/Stabilisasi Limbah Padat 22

3.3.4 Prosedur Pengujian Tekan 23

3.3.5 Prosedur Pengujian Porositas 24

3.3.6 Prosedur Analisa Mobilisasi Logam Berat dengan Alat AAS 25

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 34

4.1 KARAKTERISTIK LIMBAH PADAT SLAG BAJA 26

4.2 UJI KUAT TEKAN BATA BETON 27

4.3 UJI POROSITAS BATA BETON 29

4.4 MOBILISASI LOGAM BERAT Cr DAN Pb PADA BATA BETON

DENGAN ALAT AAS 31

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN 33

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Limbah Slag Industri Baja 7

Gambar 4.1 Pengaruh Komposisi Campuran Terhadap Kuat Tekan Beton 27

Gambar 4.2 Pengaruh komposisi Campuran Terhadap Porositas 29

Gambar 4.3 Hubungan Antara Kuat Tekan dan Porositas Bata Beton 30

Gambar 4.4 Konsentrasi Logam Berat Cr 31

Gambar 4.5 Konsentrasi Logam Berat Pb 31

Gambar L 3.1 Limbah Slag Baja 52

Gambar L 3.2 Semen Portland 52

Gambar L 3.3 Kerikil yang Telah Diayak 52

Gambar L 3.4 Pasir 52

Gambar L 3.5 Proses Penimbangan Bahan 53

Gambar L 3.6 Bata Beton 53

Gambar L 3.7 Proses Pencampuran Bahan 53

Gambar L 3.8 Proses Pencetakan 54

Gambar L 3.9 Proses pengeringan Bata Beton yang Telah Dicetak 55

Gambar L 3.10 Proses Pengeluaran Bata Beton dari Cetakan 55

Gambar L 3.11 Proses Perendaman 55

Gambar L 3.12 Proses Perendaman untuk Uji Mobilisasi 55

Gambar L 3.13 Proses Penimbangan untuk Uji Porositas 56

Gambar L 3.14 Proses Penimbangan untuk Uji Tekan 56

Gambar L 3.15 Proses Pengujian Tekan 56

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Komposisi Campuran Bahan Sampel Beton 5

Tabel 2.1 Kandungan Logam Berat pada Slag Baja dari Salah Satu Perusahaan Industri Baja 8

Tabel 2.2 Karakteristik Fisika dan Kimia Semen Portland 16

Tabel 2.3 Komposisi Senyawa Utama Semen Portland 17

Tabel 2.4 Komposisi Senyawa Pembentuk Semen Portland 17

Tabel 3.1 Komposisi Campuran Bahan Sampel Beton 23

Tabel 4.1 Komposisi Campuran Bahan Sampel Beton 26

Tabel L 1.1 Beban Tekan Bata Beton Hasil 38

Tabel L 1.2 Kuat Tekan Bata Beton Hasil Penelitian 38

Tabel L 1.3 Berat bata Beton untuk Uji Porositas Hasil Penelitian I 39

Tabel L 1.4 Berat bata Beton untuk Uji Porositas Hasil Penelitian II 39

Tabel L 1.5 Berat bata Beton untuk Uji Porositas Hasil Penelitian III 40

Tabel L 1.6 Porositas Bata Beton Hasil penelitian 40

Tabel L 1.7 Mobilisasi Logam Berat Cr pada Bata Beton Hasil Penelitian 41

Tabel L 1.8 Mobilisasi Logam Berat Pb pada Bata Beton Hasil Penelitian 41

Tabel L 1 9 Standart Mutu bata Beton 41

Tabel L 1 10 Standart Mutu Loga Berat 42

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN I TABEL 38

LAMPIRAN II PERHITUNGAN 43

LAMPIRAN III FLOWCHART PERCOBAAN 46

xiv

DAFTAR SINGKATAN

Kep keputusan kepala

BAPEDAL badan pengendalian dampak lingkungan

ASTM American society for testing and materials

B3 bahan berbahaya dan beracun

S/S solidifikasi/stabilisasi

vii

Abstrak

Penelitian solidifikasi/stabilisasi dengan memanfaatkan limbah slag baja dari industri baja sebagai bahan campuran dalam pembuatan Concrete (bata beton) telah selesai dilakukan Dalam penelitian ini limbah slag divariasikan dalam setiap campuran dalam pembuatan bata beton adapun variasi limbah slag tersebut adalah 0%, 6,25%, 12,5%, 18,75%, 25, 31,25% dan dianalisa bagaimana pengaruh komposisi campuran terhadap kuat tekan, porositas dan mobilisasi logam berat dan hasil penelitian menunjukkan bahwa komposisi terbaik yang di dapat yaitu pasir 0%, kerikil 43,75%, semen 25% dan limbah slag 31,25%, menghasilkan kuat tekan sebesar 304,68 kg/cm2 dan hasil uji porositas sebesar 2,61% namun pada variasi penambahan limbah slag sebesar 0%, 6,25%, 12,5%, 18,75%, 25, 31,25% telah memenuhi kualifikasi mutu SNI 03-0691-1996 Sedangkan untuk uji mobilisasi logam berat Pb dan Cr dalam air rendaman semua variasi <0,1955 ppm telah memenuhi baku mutu standart KEP-03/BAPEDAL/09/1995 tentang Persyaratan Teknis Pengolahan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun) sehingga slag baja dapat digunakan sebagai bahan campuran bata beton yang aman bagi lingkungan.

viii

Abstract

Research solidification / stabilization by using waste of slag steel from the steel industry as of mixed material to make a concrete ( brick concrete) has completed in this research waste of slag varied in any mixture to make brick concrete as for variation waste of slag is 0 %, 6.25 %, 12.5 %, 18.75 %, 25, 31.25 % and analysis how influence composition a mixture of strong press, porosity and mobilization of heavy metal and the research results show that composition the best in the sand 0 %, gravel 43,75 %, cement 25 % and waste of slag 31,25 %, produce strong press is 304,68 kg/ cm2 and results of the porosity is 2,61 % but all variation of waste slag 0 %, 6.25 %, 12.5 %, 18,75 %, 25, 31,25 % have qualified of SNI 03-0691-1996 while to test mobilization of heavy metal Pb and Cr in water all the variations is <0,1955 ppm have met of quality standart kep-03 / bapedal / 09 / 1995 (about technical requirements of hazardous waste and toxic materials) so it can be used as a steel slag mix concrete material that is safe for the environment

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Sektor industri yang semakin berkembang pesat dengan adanya aktivitas industri yang semakin beragam mengakibatkan peningkatan limbah baik secara kualitas maupun kuantitas sehingga limbah yang dihasilkan semakin kompleks dan semakin menumpuk.

Salah satu bidang industri yang saat ini makin maju perkembangannya adalah industri baja. Dengan meningkatnya pertumbuhan industri baja maka makin meningkat pula limbah yang dihasilkan oleh industri tersebut. Limbah yang dihasilkan industri baja tersebut salah satunya berupa limbah slag yang secara fisik menyerupai agregat kasar. Apabila limbah slag yang dihasilkan tidak dikelola dengan baik, dapat menimbulkan masalah lingkungan. Hal ini tentu tidak diharapkan, baik oleh perusahaan maupun masyarakat umum. Oleh karena itu limbah slag tersebut perlu ditangani dengan tepat.

Secara umum limbah slag yang dihasilkan oleh industri baja yang semakin menumpuk dapat diperkirakan hingga mencapai 10-15 ton per hari dan perlu dilakukan penanganan yang serius karena dapat merusak lingkungan [15].

Slag adalah limbah padat dari proses peleburan baja. Slag dihasilkan selama proses pemisahan cairan baja dari bahan pengotornya pada tungku-tungku baja slag mengandung logam berat yang tinggi yang apabila tidak ditangani dengan tepat maka dapat menjadi kontaminan pada tanah, tumbuhan, badan air, juga manusia. Selain itu, jumlah slag yang semakin hari semakin menumpuk juga menimbulkan permasalahan pada lingkungan [12].

Salah satu cara pengolahan limbah berbahaya tersebut adalah dengan cara solidifikasi/stabilisasi. Solidifikasi/stabilisasi diyakini dapat membatasi pergerakan unsur dan senyawa B-3 dengan membentuk ikatan massa monolit dengan struktur yang kekar [1]. Solidifikasi/stabilisasi (S/S) bisa digunakan untuk menstabilkan

2

logam berat dalam tanah terkontaminasi dengan cara penambahan semen sebagai pengikat limbah logam berat.

Proses solidifikasi/stabilisasi telah banyak dilakukan oleh peneliti - peneliti sebelumnya diantaranya: peneliti melakukan penelitian tentang Pemanfaatan limbah lumpur berminyak melalui proses solidifikasi/stabilisasi dengan semen untuk pembuatan bata beton berlubang. Hasil penelitian ini, didapat kuat tekan bata beton berlubang yang baik dengan komposisi limbah 24 %, pasir 56 %, dan semen 20 % memiliki kualifikasi mutu sebesar 35,11 kg/cm2, uji porositas sebesar 3,60 %, uji serapan air sebesar 2,55 %, uji densitas sebesar 1,38 gr/cm3 dan analisa kandungan logam berat setelah perendaman diperoleh hasil sebagai berikut: Arsen (Ar) sebesar < 0,002 mg/l, Barium (Ba) sebesar 0,04 mg/l, Cadmium (Cd) sebesar < 0,006 mg/l, Chromium (Cr) < 0,015, Merkuri (Hg) 0,0031 mg/l dan Zink (Zn) 0,083 mg/l sehingga dapat digunakan untuk konstruksi yang memikul beban, tetapi penggunaannya hanya untuk konstruksi yang terlindungi dari cuaca luar [15].

Peneliti melakukan penelitian tentang daur ulang limbah berbahaya dengan metode Solidifikasi/Stabilisasi abu terbang dari ineserator. Dari hasil penelitian yang telah dilakukan didapat formula yang paling efektif atau yang paling baik mengikat logam berat dalam limbah tersebut yang terdiri dari 20 % fluid fly ash, 40 % classic fly ash, 10 % semen dan 30 % limbah berbahaya. Kandungan logam berat yang dihasilkan setelah perendaman adalah kandungan sulfat sebesar 76 mg/l, kandungan Hg sebesar 0,0001 mg/l, kandungan Ni sebesar 0,007 mg/l, kandungan Cu sebesar 0,17 mg/l dan kekuatan kompresif tertinggi dicapai sebesar 6,2 N/mm2 [1].

Solidifikasi/Stabilisasi limbah berbahaya dan limbah radioaktif dengan menggunakan semen alkali aktif. Semen alkali aktif adalah semen slag yang diaktifkan dengan Natrium Silikat Hidrat (C-S-H). Hasil yang telah dipublikasikan mengkonfirmasi bahwa semen alkali aktif dapat digunakan secara efektif untuk stabilisasi/solidifikasi dari berbagai limbah radioaktif dan limbah berbahaya seperti logam Zn2+, Pb2+, Cd2+ dan Cr6+, Hg2+ [5].

Peneliti melakukan penelitian mengenai limbah spent catalyst dari industri pengolahan minyak bumi dimana limbah ini berupa pasir (agregat halus) yang

3

mengandung logam berat Zn, Cu, Mn, Cr, Pb, dan Cd hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan 30 % limbah spent catalyst dalam campuran pembuatan batu bata ringan. Menghasilkan kuat tekan terbesar yaitu 23,9 kg/cm2. Pada uji pelindian menunjukkan bahwa lindi yang terjadi memenuhi baku mutu yang ditentukan yaitu logam Zn sebesar 0,942 mg/L, logam Cu sebesar 0,140 mg/L, logam Mn sebesar 2,362 mg/L, logam Cr 0,556 mg/L, logam Pb 0,602 mg/L, logam Cd 0,087 mg/L, lindi terbesar adalah logam Pb yaitu 0,642 mg/l [14].

Limbah slag baja, merupakan sisa dari proses pembuatan baja yang termasuk dalam kategori limbah B3 atau berbahaya. Saat ini produksi slag di Indonesia berkisar 800 ribu ton. Setiap ton produksi baja menghasilkan 20 % limbah slag [12]. Limbah slag ini dapat dimanfaatkan untuk membuat beton yang berkualitas tinggi dan juga untuk proyek infrastruktur.

Pada saat ini perhatian pemerintah masih minim terhadap limbah industri baja tersebut. Maka perlu diadakan suatu penelitian untuk pemanfaatan limbah industri pengolahan baja dari barang yang dapat merusak lingkungan menjadi sesuatu yang dapat dimanfaatkan. Berdasarkan hal ini, maka peneliti tertarik untuk melakukan penelitian tentang solidifikasi/stabilisasi limbah slag dari industri baja.

4

1.2PERUMUSAN MASALAH

Adapun perumusan masalah pada penelitian ini adalah :

- Bagaimana komposisi campuran limbah slag baja, pasir, kerikil, semen portland dan air setelah di solidifikasi dalam mengikat logam Cr dan Pb.

1.3TUJUAN PENELITIAN

Tujuan penelitian ini adalah :

1. Untuk mengetahui formula terbaik proses solidifikasi.

2. Untuk mengetahui mobilisasi limbah Chrom (Cr) dan Timbah (Pb) yang telah disolidifikasi

1.4 MANFAAT PENELITIAN

1. Memberikan informasi tentang pemanfaatan limbah slag industri baja

2. Memberi informasi tentang cara menghambat mobilisasi limbah logam berat ke lingkungan.

1.5RUANG LINGKUP PENELITIAN

Penelitian ini akan dilaksanakan di Laboratorium Penelitian BARISTAN dan Laboratorium Beton, Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan. Ruang lingkup dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Bahan penelitian

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi:

a. Limbah padat (slag) dari PT Growth Sumatra (industri baja).

b. Semen portland berfungsi sebagai bahan ikat secara hidrolis yaitu akan terjadi ikatan jika ditambahkan dengan air.

c. Pasir atau agregat halus adalah berfungsi sebagai pengisi yaitu yaitu mengisi rongga-rongga pada butiran yang lebih besar (agregat kasar). d. Krikil atau agregat kasar dalam penelitian ini digunakan krikil batu pecah

ukuran maksimum 20 mm. e. Air

5 2. Variabel Penelitian

Variabel yang digunakan dalam penelitian ini meliputi variabel tetap dan variabel berubah sebagai berikut:

a. Variabel tetap

-Air = 50% berat beton -Semen = 25%

-kerikil = 43.75% b. Variabel berubah

- Komposisi campuran seperti yang terlihat pada tabel 1 berikut: Tabel 1.1 Komposisi Campuran Bahan Sampel Beton

No Komposisi Bahan Susun (%)

Limbah Semen Pasir Kerikil

1 2 3 4 5 6 0 6,25 12,50 18,75 25 31,25 25 25 25 25 25 25 31,25 25 18,75 12,5 6,25 0 43,75 43,75 43,75 43,75 43,75 43,75

- Waktu perendaman = 7, 14, 28 hari 3. Analisa yang dilakukan adalah :

a. Analisa dari limbah padat (slag) - Kadar Cr dan Pb

b. Analisa hasil solidifikasi yang meliputi : - Porositas

- Uji Tekan

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 LIMBAH INDUSTRI BAJA

Dunia industri akhir-akhir ini berkembang cukup pesat seiring dengan perkembangan zaman. Seperti kita ketahui bahwa suatu industri seringkali menghasilkan limbah yang merupakan sisa hasil pengolahan produk industri. Dengan meningkatnya industri berarti meningkat pula limbah buangan dari pabrik tersebut. Limbah yang dihasilkan jika tidak dikelola secara baik akan menimbulkan dampak buruk bagi lingkungan, yang pada akhirnya berimbas pada kesehatan masyarakat yang tinggal di lingkungan tersebut. Oleh karena itu dibutuhkan pengadaaan sarana pengolahan limbah yang dibutuhkan guna mengurangi dampak limbah tersebut. Namun demikian bagi pihak industri, penanganan limbah masih terbentur faktor biaya, disamping terbatasnya penyediaan lahan di daerah perkotaan.

Salah satu bidang industri yang saat ini makin maju perkembangannya adalah industri pengolahan baja. Seiring dengan berkembangnya industri pengolahan baja tersebut maka limbah yang dihasilkan akan meningkat pula. Limbah tersebut berupa limbah B3 bahan berbahaya dan beracun (B3) padat yang secara fisik menyerupai agregat kasar yang disebut slag. Dalam perkembangannya, limbah baja padat (slag) yang dihasilkan oleh industri peleburan baja semakin menumpuk hingga mencapai 10 – 15 ton per hari dan perlu dilakukan penanganan yang serius karena dapat merusak lingkungan [15].

2.2 SLAG BAJA

Slag merupakan hasil residu pembakaran tanur tinggi, yang dihasilkan oleh industri peleburan baja yang secara fisik menyerupai agregat kasar. Slag tersebut terbentuk dari kombinasi bijih besi dengan fluks batu kapur. Slag berbentuk granular dengan ukuran bervariasi dari kasar sampai halus. Permukaan slag kasar

7

dan berlubang disebabkan terperangkapnya gas ketika slag panas mengalami proses pendinginan [12].

Gambar 2.1 Limbah Slag Industri Baja

Slag dihasilkan selama proses pemisahan cairan baja dari bahan pengotornya pada tungku-tungku baja. Pada peleburan baja, bijih besi atau besi bekas dicairkan dengan kombinasi batu gamping, dolomite atau kapur. Pembuatan baja dimulai dengan penghilangan ion-ion pengotor baja, diantaranya aluminium, silikon, dan phosphor. Ion-ion tersebut dapat menyebabkan baja menjadi tidak keras dan rapuh atau sulit untuk dibentuk menjadi lembaran – lembaran baja . Untuk penghilangan ion pengotor tersebut diperlukan kalsium yang terdapat pada batu kapur. Campuran kalsium dan aluminium, silika dan phosphor membentuk slag. Slag mengambang pada permukaan cairan baja, kemudian dibuang. Slag terbentuk pada suhu 1580oC, berbentuk tidak beraturan dan mengeras ketika dingin slag juga mengandung logam berat yang tinggi [12].

Slag yang semakin hari semakin menumpuk juga menimbulkan permasalahan lingkungan, sehingga tidak salah apabila slag mulai digunakan sebagai material alternatif pembuatan jalan, pondasi, produksi semen, stabilisasi tanah, pertanian, media pengolahan air limbah, dan sebagainya. Hal ini membuktikan bahwa slag dapat dimanfaatkan kembali dengan tetap memperhatikan lingkungan.

8

Secara umum sifat fisik dari slag adalah sebagai berikut : tidak mudah terbakar, mempunyai pH 7,9 (tidak korosif), tidak bersifat reaktif dan bersifat racun yaitu mengandung sianida atau sulfide [14]. Kandungan logam berat yang terdapat pada slag dapat dilihat pada tabel 2.1.

Tabel 2.1 Kandungan Logam Berat pada Slag [12] No Logam Berat Rumus kimia Kandungan (mg/kg)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Chromium Barium Cadmium Cobalt Tembaga Timbal Arsen Merkuri Nikel Selenium Silver Zink Cianida Fluorida Cr Ba Cd Co Cu Pb As Hg Ni Se Ag Zn CN F 261,68 154,09 4,33 21,63 37,31 100,83 2,70 2,70 19,19 6,22 30,28 72,18 2,43 114,35

Limbah padat (slag) yang masih mengandung logam-logam berat dengan kadar yang masih tinggi akan berpotensi mencemari lingkungan apabila dibuang secara tidak benar (sembarangan). Fakta yang terjadi di lapangan menunjukkan bahwa pencemaran lingkungan karena pembuangan limbah slag industri baja secara tidak benar (sembarangan) masih banyak terjadi. Hal ini diindikasikan dengan tingginya kandungan Cr dan logam berat lainnya yang terdapat di lingkungan yang berada disekitar area industri baja.

9

2.3 LOGAM CHROM (Cr)

Logam berat kromium (Cr) merupakan logam berat dengan berat atom 51,996 g/mol ; berwarna abu-abu ; tahan terhadap oksidasi meskipun pada suhu tinggi, mengkilat, keras, memiliki titik cair 1,8570C dan titik didih 2,6720C, bersifat paramagnetik (sedikit tertarik oleh magnet), membentuk senyawa-senyawa berwarna, memiliki beberapa bilangan oksidasi , yaitu +2, +3, +6 dan stabil pada bilangan oksidasi +3. Bilangan oksidasi +4 dan +5 jarang ditemukan pada logam ini. Senyawa kromium pada bilangan oksidasi +6 merupakan oksidan yang kuat. Kromium bisa membentuk berbagai macam ion kompleks yang berfungsi sebagai katalisator [18]

Semua spesi ion kromium banyak krom trivalen (Cr3+) dan krom heksavalen (Cr6+) yang mempunyai implikasi biologis yang signifikan. Proses perubahan spesi ion dari trivalen menjadi heksavalen dapat terjadi di dalam tubuh organisme, spesi ion dari heksavalen menjadi trivalen tidak pernah terjadi di dalam tubuh organisme. Selanjutnya diuraikan, kromium bervalensi 3 merupakan unsur esensial pada makhluk hidup, karena berperan dalam metabolisme glukosa dan lipida. Kromium dalam jumlah sedikit sangat dibutuhkan makhluk hidup sebagai unsur mikro [20].

Dengan terjadinya pencemaran lingkungan, kadar unsur krom yang masuk ke dalam tubuh manusia dapat meningkat melebihi kadar normal (kadar normal : 0,05 mg/kg berat badan), baik melalui makanan maupun air minum, mencerna makanan yang mengandung kadar kromium tinggi bisa menyebabkan gangguan pencernaan, berupa sakit lambung, muntah, dan pendarahan, luka pada lambung, konvulsi, kerusakan ginjal, dan hepatitis, bahkan dapat menyebabkan kematian [23].

Untuk mencegah dampak negatif dari logam berat krom terhadap kesehatan manusia, maka badan kesehatan dunia (WHO) telah menetapkan kadar krom heksavalen yang diperbolehkan dalam air minum maksimum 0,05 ppm, dan hal yang telah ditetapkan pula dalam baku mutu lingkungan untuk air golongan A

10

dengan kadar yang sama yakni 0,05mg/L, sedang baku mutu logam Cr untuk biota laut adalah 0,05 mg/Kg [16].

2.4 LOGAM TIMBAL (Pb)

Timbal atau dalam keseharian lebih dikenal dengan nama timah hitam, dalam bahasa ilmiahnya dinamakan plumbum dan disimbolkan dengan Pb. Mempunyai nomor atom (NA) 82 dengan berat atom (BA) 207,2 [18]. Logam timbal Pb adalah jenis logam lunak berwarna coklat kehitaman dan mudah dimurnikan. Logam Pb lebih tersebar luas dibanding kebanyakan logam toksik lainnya dan secara alamiah terdapat pada batu-batuan serta lapisan kerak bumi. Dalam pertambangan, logam ini berbentuk sulfida logam (PbS) yang sering disebut galena [20].

Timbal menunjukkan gangguan pada system syaraf, hometologic, dan mempengaruhi kinerja ginjal. Pencemaran lingkungan oleh kontaminan logam berat ini seperti cadmium, chromium, mercuri, timbal dan lainnya, masuk ke lingkungan melalui limbah industri, pertambangan, buangan dari proses electroplating, pembakaran bahan bakar minyak dan sebagainya. Ion-ion logam berat tersebut mencemari lingkungan, sebagian besar terbawa melalui jalur air. Proses ini akan lebih cepat bila memasuki tubuh manusia melalui rantai makanan, sangatlah sukar membersihkan lingkungan yang telah tercemar oleh logam.

Efek Pb terhadap kesehatan terutama terhadap sistem haemotopoetic (sistem pembentukan darah), adalah menghambat sintesis hemoglobin dan memperpendek umur sel darah merah sehingga akan menyebabkan anemia. . Anak yang terpapar Pb akan mengalami degradasi kecerdasan alias idiot. Kebersihan suatu industri akan mengurangi jumlah dan besarnya komplikasi renal pekerja yang keracunan [7].

Telah diketahui bahwa Pb dapat menyebabkan gangguan reproduksi baik pada perempuan maupun pada laki-laki, Pb dapat menembus jaringan placenta sehingga menyebabkan kelainan pada janin. Peningkatan kasus infertil, abortus spontan, gangguan haid dan bayi lahir mati pada pekerja perempuan yang terpajan

11

Pb telah dilaporkan sejak abad 19, walaupun demikian data mengenai dosis dan efek Pb terhadap fungsi reproduksi perempuan, sampai sekarang masih sedikit [26].

2.5 SOLIDIFIKASI/STABILISASI

Pencemaran tanah oleh logam berat seperti Chrom (Cr) Dan Timbal (Pb) adalah mobilitas dan pelepasan logam berat ke dalam tanah. Mobilitas logam berat berkaitan dengan gerakan senyawa-senyawa berbahaya dalam tanah ke aliran air tanah dan efeknya bila terjadi kontak dengan material biologi. Pelepasan logam berat berkaitan dengan efek kontak fisik dengan kontaminan, termasuk kemungkinan masuknya kontaminan ke dalam material. Salah satu pengolahan limbah logam berat seperti merkuri dapat diatasi dengan proses stabilisasi/solidifikasi, Stabilisasi/solidifikasi diyakini dapat membatasi pergerakan unsur dan senyawa B-3 dengan membentuk ikatan massa monolit dengan struktur yang kekar [1]

Stabilisasi/solidifikasi (S/S) adalah proses yang melibatkan pencampuran limbah dengan zat pengikat untuk mengurangi pelepasan kontaminan baik secara fisik maupun kimia dan mengkonversi atau mengubah limbah berbahaya ke dalam bentuk yang bersahabat dengan lingkungan untuk keperluan konstruksi atau penimbunan tanah [5]. Proses solidifikasi/stabilisasi telah digunakan dalam penanganan limbah lebih dari 20 tahun, dan beberapa istilah diberikan pada langkah penanganan yang berbeda yang termasuk dalam proses solidifikasi/stabilisasi.

1. Limbah berbahaya adalah limbah yang dapat meningkatkan tingkat keracunan akut dankematian, atau dengan kata lain limbah merupakan substansi yang berpotensi sebagai racun terhadap kesehatan manusia atau lingkungan apabila tidak ditangani, diangkut, disimpan atau diatur dengan benar. Badan Perlindungan Lingkungan (EPA, Environmental Protection Agency) mendefinisikan limbah sebagai hasil proses produksiyang memenuhi salah satu atau lebih karakteristik, yaitu mudah terbakar, korosif,

12

reaktif dan toksik. Prosedur Peluluhan Karakteristik Toksisitas (TCLP, Toxicity Characteristic Leaching Procedure) merupakan uji untuk limbah beracun. Proses solidifikasi/stabilisasi biasanya dipakai untuk menguji limbah beracun [9].

2. Solidifikasi adalah suatu penanganan yang menghasilkan padatan limbah yang memiliki identitas struktural yang tinggi. Proses solidifikasi menyebabkan kontaminan tidak dapat berinteraksi dengan reagen solidifikasi. Hal ini terjadi karena secara mekanik, kontaminandikunci atau dijebak dalam padatan yang terbentuk dari proses solidifikasi [19].

3. Stabilisasi adalah suatu teknik yang didesain untuk meminimalkan mobilitas atau kelarutan kontaminan baik dengan atau tanpa terjadi perubahan sifat fisik dari limbah. Proses stabilisasi biasanya melibatkan penambahan material ke dalam limbah berbahayadan menciptakan produk yang lebih tidak berbahaya [19].

4. Pengikat (binder), biasanya semen atau material seperti semen, atau resin yang digunakan untuk mengikat partikel secara bersama-sama. Penambahan air atau bahan aditif lain sangat dimungkinkan. Pengikat akan menciptakan bentuk limbah yang terstabilkan. Semen Portland merupakan pengikat yang paling umum digunakan dalam proses solidifikasi/stabilisasi [20].

5. Bahan aditif adalah material yang ditambahkan ke dalam binder untuk meningkatkan keberhasilan proses solidifikasi/stabilisasi. Bahan aditif, seperti silika dapat memperlambat proses pengerasan, lempung dapat meningkatkan ketahanan terhadap air atau kontaminan, dan surfaktan dapat meningkatkan penyatuan senyawa organik. Bahan aditif biasanyaditambahkan hanya dalam jumlah kecil [24].

2.6 TUJUAN PROSES SOLIDIFIKASI/STABILISASI

Proses Solidifikasi/Stabilisasi (S/S) didesain untuk mengakomodasikan salah satu ataulebih dari tujuan berikut [24]:

13

2. Meningkatkan penanganan dan karakteristik fisik limbah dengan cara menciptakan suatumatrik padatan yang tidak bebas air.

3. Menurunkan luas muka limbah dengan cara mentransfer kontaminan yang mungkin terdapat dalam padatan limbah.

Untuk mengetahui keberhasilan tujuan dari proses solidifikasi/stabilisasi dilakukan dengan cara melakukan uji standard dan uji termodifikasi. Tiga hal yang umumnya dilakukan dalam pengujian proses solidifikasi/stabilisasi adalah [19]:

1. Fisik, mencakup kelembaban, kerapatan, kepadatan, kekuatan dan daya tahan.

2. Kimiawi, mencakup pH, reaksi redoks, kapasitas penetralan asam, kebasaan, dan kandungan senyawa organik.

3. Peluluhan, mencakup TCLP, prosedur ekstraksi bertingkat, peluluhan dinamis prosedur peluluhan pengendapan asam sintetis (SPLP, Synthetic Acid Precipitation Leaching Procedure) dan ekstraksi berurutan.

Penanganan dengan proses solidifikasi/stabilisasi dikatakan berhasil bila dihasilkan produk limbah yang kuat dan tahan lama yang tidak akan meluluhkan logam dalam jangka waktu pendek maupun panjang. Bentuk limbah yang tidak kuat dan padat akan mudah berkurang seiring dengan berjalannya waktu, mudah hancur menjadi bagian-bagian yang lebih kecil, sehingga akanmeningkatkan resiko peluluhan. Bentuk limbah harus tahan lama dalam lingkungan yang selalu berubah dan mempunyai tingkat ketahanan terhadap siklus kering/basah dan pembekuan/pencairan.

2.7 BETON

Beton merupakan bahan bangunan yang dihasilkan dari campuran atas semen Portland, pasir, kerikil dan air. Dalam keadaan yang mengeras, beton memiliki kekuatan tinggi. Dalam keadaan segar, beton dapat diberi bermacam bentuk, sehingga dapat digunakan untuk membentuk seni arsitektur atau semata-mata untuk tujuan dekoratif . Beton juga akan memberikan hasil akhir yang bagus

14

jika pengolahan akhir dilakukan dengan cara khusus, misalnya diekspose agregatnya (agregat yang mempunyai bentuk yang bertekstur seni tinggi diletakkan dibagian luar, sehingga nampak jelas pada permukaan betonnya). Selain tahab terhadap serangan api, beton juga tahan terhadap serangan korosi [24].

Beton mempunyai beberapa kelebihan, antara lain yaitu [24]: 1. Dapat dengan mudah dibentuk sesuai dengan kebutuhan konstruksi. 2. Mampu memikul beban yang berat.

3. Tahan terhadap temperatur yang tinggi.

4. Nilai kekuatan dan daya tahan (durability) beton adalah relatif tinggi. 5. Biaya pemeliharaan yang kecil.

Selain kelebihan, beton juga mempunyai beberapa kekurangan antara lain yaitu [24] :

1. Bentuk yang telah dibuat sulit untuk dirubah.

2. Pelaksanaan pekerjaan membutuhkan ketelitian yang tinggi. 3. Kekuatan tarik beton relatif rendah.

4. Daya pantul suara yang besar.

2.7.1. Material Penyusun Beton 1. Agregat

Agregat ialah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam campuran mortar atau beton. Agregat ini kira-kira menempati sebanyak 78 % volume mortar atau beton. Walaupun hanya sebagai bahan pengisi akan tetapi agregat sangat berpengaruh terhadap sifat-sifat mortar/betonnya sehingga pemilihan agregat merupakan suatu bagian penting dalam pembuatan mortar/beton. Seperti dengan alternatif pemanfaatan pecahan beton yang terbakar sebagai agregat kasar, karena kondisi pada saat ini agregat mulai berkurang dan harganya melambung tinggi. Hal semacam ini banyak dialami oleh beberapa daerah yang kesulitan mendapatkan material untuk bangunan, karena beberapa ada daerah sumber material yang terpaksa ditutup [25].

15

Sifat yang paling penting dari suatu agregat (batu-batuan, kerikil, pasir dan lain- lain) ialah kekuatan hancur dan ketahanan terhadap benturan, yang dapat mempengaruhi ikatannya dengan pasta semen, porositas dan karakteristik penyerapan air yang mempengaruhi daya tahan terhadap proses pembekuan waktu musim dingin dan agresi kimia, serta ketahanan terhadap penyusutan [24]

2. Semen Portland

Semen portland atau biasa disebut semen adalah bahan pengikat hidrolis berupa bubuk halus yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker ( bahan ini tertuma terdiri dari silika-silika kalsium yang bersifat hidrolis), dengan batu gips sebagai bahan tambahan [24]. Semen portland adalah bahan konstruksi yang paling banyak digunakan dalam pembuatan beton. Semen portland didefinisikan sebagai semen hidrolik yang dihasilkan dengan menggiling klinker yang terdiri dari kalsium silikat hidrolik, yang umumnya mengandung satu atau lebih bentuk kalsium sulfat sebagai bahan tambahan yang digiling bersama-sama dengan bahan utamanya [20].

Semen portland yang digunakan di Indonesia harus memenuhi syarat SII.0013-8 1 atau Standar Uji Bahan Bangunan Indonesia 1986 dan harus memenuhi persyaratan yang ditetapkan dalam standar tersebut [22]. Sifat Sifat Semen Portland

Semen portland memiliki beberapa sifat yang diantaranya dijelaskan sebagai berikut [24]:

1) Kehalusan Butir

Pada umumnya semen memiliki kehalusan sedemikian rupa sehingga kurang lebih 80 % dari butirannya dapat menembus ayakan 44 mikron. Makin halus butiran semen, makin cepat pula persenyawaannya. Makin halus buiran semen, maka luas permukaan butir untuk suatu jumlah berat semen akan semakin menjadi besar. Makin besar luas permukaan butir ini , makin banyak pula air yang dibutuhkan bagi persenyawaannya. Ada beberapa cara yang dapat dilakukan untuk menentukan kehalusan butir

16

semen. Cara yang paling sederhana dan mudah dilakukan ialah dengan mengayaknya.

2) Kekekalan Bentuk

Yang dimaksud dengan kekekalan bentuk adalah sifat dari bubur semen yang telah mengeras, dimana bila adukan semen dibuat suatu bentuk tertentu bentuk itu tidak berubah. Buka benda dari adukan semen yang telah mengeras. Apabila benda menunjukkan adanya cacat (retak, melengkung, membesar atau menyusut), berarti semen itu tidak baik atau tidak memiliki sifat tetap bentuk.

3) Kekuatan Semen

Kekuatan mekanis dari semen yang mengeras merupakan sifat yang perlu diketahui di dalam pemakaian. Kekuatan semen ini merupakan gambaran mengenai daya rekatnya sebagai bahan perekat/pengikat. Pada umumnya, pengukuran kekuatan daya rekat ini dilakukan dengan menentukan kuat lentur, kuat tarik atau kuat tekan (desak) dari campuran semen dengan pasir.

a. Klasifikasi Semen Portland

Sesuai dengan tujuan pemakaiannya semen Portland dibagi menjadi 5 (lima) tipe, yaitu :

1) Tipe I : Semen Portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan-persyaratan khusus.

2) Tipe II : Semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang.

3) Tipe III : Semen Portland yang dalam penggunaannya menuntut kekuatan awal yang tinggi.

4) Tipe IV : Semen Portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan panas hidrasi rendah.

5) Tipe V : Semen Portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan sangat tahan terhadap sulfat.

17

Tabel 2.2 Karakteristik Fisika dan Kimia Semen Portland [2]

Komposisi Tipe Semen Portland

I II III IV V

Silikon dioksid (SiO2) Min, % Aluminium oksid (Al2O) Max, % Feri oksid (Fe2O) Max, %

Magnesium oksid (MgO) Max, % Sulfur trioksid (SO3) Max, % Trikalsium silikat (3CaO.SiO2), % Dikalsium silikat (2CaO.SiO2), % Trikalsium alumina (3CaO.Al2O3)

- - - 5,0 3,0 - - 15 21,0 6,0 6,0 5,0 3,0 55 - 8 - - - 5.0 3,5 - - 15 - - 6.5 5,0 2,3 35 - 7 - - - 5,0 2,3 - - 5

b. Bahan Penyusun Semen Portland

Bahan utama pembentuk semen portland adalah kapur (CaO), silica (SiO3), alumina (Al2O3), sedikit magnesia (MgO), dan terkadang sedikit alkali. Untuk mengontrol komposisinya, terkadang ditambahkan oksida besi,sedangkan gipsum (CaSO4.2H2O) ditambahkan untuk mengatur waktu ikat semen. [20]. Komposisi senyawa utama dan senyawa pembentuk dalam semen portland dapat dilihat pada tabel berikut ini:

Tabel 2.3 Komposisi Senyawa Utama Semen Portland [14]

Nama Kimia Rumus Kimia Persen Berat

Trikalsium Silikat Dikalsium Silikat Trikalsium Aluminat Tetrakalsium Aluminoferit Gipsum 3CaO.SiO2 2CaO.SiO2 3CaO.Al2O3 4CaO.Al2O3.Fe2O3

CaSO4.2H2O

55 18 10 8 6

18

Tabel 2.4 Komposisi Senyawa Pembentuk Semen Portland [14]

Oksida Nama Senyawa Persen Berat

CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO K2O3 Na2O3 SO3 CO2 H2O

Kapur Silika Aluminium Oksida Besi Magnesia Alkali Alkali Sulfur Trioksida Karbon Dioksida Air 64,67 21,03 6,16 2,58 2,62 0,61 1,34 2,03 - - 3. Air

Air diperlukan pada pembuatan beton beton untuk memicu proses kimiawi semen, membasahi agregat dan memberikan kemudahan dalam pekerjaan beton. Air yang dapat diminum umumnya dapat digunakan sebagai campuran beton. Air yang mengandung senyawa-senyawa yang berbahaya, yang tercemar garam, minyak, gula atau bahan kimia lainnya , bila dipakai dalam campuran beton akan menurunkan kualitas beton, bahkan dapat mengubah sifat-sifat beton yang dihasilkan [20]

Karena pasta semen merupakan hasil reaksi kimia antara semen air, maka bukan perbandingan jumlah air terhadap total berat campuran yang penting, tetapi justru perbandingan air dengan semen atau yang biasa disebut sebagai Faktor Air Semen (water cement ratio). Air yang berlebihan akan menyebabkan banyaknya gelembung air setelah proses hidrasi selesai, sedangkan air yang terlalu sedikit akan menyebabkan proses hidrasi tidak tercapai seluruhnya, sehingga akan mempengaruhi kekutan beton. Untuk air yang tidak memenuhi syarat mutu, kekuatan beton pada umur 7 hari atau 28 hari tidak boleh kurang dari 90 % jika dibandingkan dengan kekuatan beton yang menggunakan air standar/suling [24]

19

Adanya garam-garam, mangan, timah, seng, tembaga, dan timah hitam dengan jumlah cukup besar pada air adukan akan menyebabkan pengurangan kekuatan beton. Beberapa garam seperti sodium iodium, sodium posphate, sodium arsenat, dan sodium borat mengurangi kuat awal beton menjadi sangat rendah. Sodium karbonat dan potasium dapat menyebabkan ikatan sangat cepat dan dalam konsentrasi yang besar akan mengurangi kekuatan beton. Adanya kalsium khlorida mempercepat ikatan dan pengerasan. Air laut umumnya mengandung 3,5 persen larutan garam, sekitar 78 persennya adalah magnesium sulfat. Adanya garam-garam dalam air laut ini dapat mengurangi kekuatan beton sampai 20 persen [20].

Dalam pemakaian air untuk beton itu sebaiknya air memenuhi syarat sebagai berikut:

a. Tidak mengandung lumpur lebih dari 2 gram/liter.

b. Tidak mengandung garam-garam yang dapat merusak beton lebih dari 15 gram.

c. Tidak mengandung khlorida (Cl) lebih dari 0,5 gram/liter. d. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter

Kandungan zat-zat tersebut apabila terlalu banyak dapat berpengaruh jelek terhadap beton, antara lain:

a. Mempengaruhi proses reaksi kimia dari semennya.

b. Mempengaruhi lekatan antara pasta semen dan butiran batuan. c. Mengurangi kekuatan atau keawetan beton.

d. Dapat juga membuat beton mengembang, sehingga terjadi retak-retak Secara umum air yang dapat dipakai untuk bahan pencampur beton ialah air yang bila dipakai akan dapat menghasilkan beton dengan kekuatan lebih dari 90% kekuatan beton yang memakai air suling.

Semakin banyak bahan batuan yang digunakan dalam beton, maka semakin hemat penggunaan semen Portland sehingga semakin murah harganya. Tentu saja dalam penggunaan agregat tersebut ada batasnya, sebab pasta semen diperlukan untuk pelekatan butir-butir dalam pengisian rongga-rongga halus dalam beton.

20

Workability adukan beton plastis dapat diusahakan dengan menggunakan gradasi agregat yang baik. Tetapi gradasi untuk mobilitas yang baik memerlukan butir-butir berlapis pasta semen untuk dapat memudahkan gerak adukan betonnya, sehingga butir-butir tidak dapat saling bersinggungan.

4. Pengaruh agregat kasar terhadap kualitas beton

Selain kekuatan pasta semen, hal ini yang perlu menjadi perhatian adalah agregat. Seperti yang telah dijelaskan, proporsi campuran agregat dalam beton 70-80%, sehingga pengaruh agregat akan menjadi besar, baik dari sisi ekonomi maupun dari sisi tekniknya. Semakin baik mutu agregat yang digunakan, secara linier dan tidak langsung akan menyebabkan mutu beton menjadi baik, begitu juga sebaliknya.

Agregat yang digunakan dalam beton berfungsi sebagai bahan pengisi, namun karena prosentase agregat yang besar dalam volume campuran, maka agregat memberikan kontribusi terhadap kekuatan beton [20].

Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan beton terhadap agregat adalah sebagai berikut [24]):

a. Perbandingan agregat dan semen campuran. b. Kekuatan agregat

c. Bentuk dan ukuran d. Tekstur permukaan e. Gradasi

f. Reaksi kimia

21

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3. 1 LOKASI PENELITIAN

Penelitian “Solidifikasi/Stabilisasi Limbah Slag yang Mengandung Chrom (Cr) dan Timbal (Pb) dari Industri Baja Sebagai Campuran dalam Pembuatan Concrete (Beton)” telah dilakukan di Laboratorium Penelitian BARISTAN dan Laboratorium Beton, Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

3. 2 BAHAN DAN PERALATAN

3.2.1. Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : 1. Limbah slag dari PT. Growth Sumatra (industri Baja) 2. Semen portland

3. Pasir 4. Kerikil 5. Air 6. Aquadest

7. Asam klorida (HCl) 8. Asam perklorat (HClO4) 9. HNO3

3.2.2. Peralatan

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : 1. Cetakan

2. Timbangan 3. Ayakan 4. Gelas Ukur 5. Pipet Tetes 6. Alat pemecah

22 7. Pengerus

8. pH Meter

9. Neraca teknik kapasitas 10 kg 10. Oven

11. Bak penampung air 12. Kain lap

13. Mesin uji tekan 14. Seperangkat alat AAS 15. Penyaring

16. Penggilingan (Hammer Mill)

3. 3 PROSEDUR PERCOBAAN

3.3.1. Persiapan Bahan Baku (limbah)

1. Sampel dalam bentuk bongkahan di haluskan dengan alat Hammer Mill 2. Sampel yang telah di haluskan dengan hammer mill di samakan

ukuran nya dengan alat saringan (50 mesh)

3. Sampel yang telah dihaluskan siap untuk di gunakan. 3.3.2. Analisa Limbah Padat Slag Baja

a. Penyiapan Limbah Slag Baja

1. Timbang slag baja 5 gram secara akurat kedalam beaker gelas.

2. Ditambahkan ± 30 ml asam klorida (HCl) pekat dan 10 ml asam nitrat (HNO3) pekat

3. Ditutup dengan kaca arloji

4. Dipanaskan hingga mendidih ± 30 menit diatas penangas air.

5. Dibuka kaca arloji penutup, evaporasi larutan hingga kering diatas water bath.

6. Ditambahkan sedikit asam klorida (HCl), ulangi evaporasi hingga kering dan biarkan dingin.

7. Ditambahkan ± 25 ml HCl

23

9. Dipindahkan kedalam labu 100 ml sambil dibilas dengan aquadest 10.Tepatkan hingga tanda batas dengan aquadest dan bila perlu disaring. 11.Larutan siap diukur dengan alat AAS.

b. Pembuatan Larutan Standart Pb dan Cr 0,2, 0,4, 0,6, 0,8 dan 1 ppm

1. Pipet sesuai kebutuhan larutan induk timbal dan chrom kedalam masing-masing labu 100 ml.

2. Tepatkan hingga tanda batas dengan larutan pengencer HNO3 1 N. c. Pengukuran Pb dan Cr

1. Siapkan peralatan AAS dan optimalkan sesuai dengan petunjuk penggunaannya.

2. Ukur absorban larutan standart dan sampel dengan alat AAS

3. Buat kurva kalibrasi larutan stndart (setiap kali melakukan pengujian) dengan memplotkan antara konsentrasi standart dengan absorban yang terukur oleh alat AAS

4. Hitung koefisien regresi dari kurva standart (minimal r = 0,9975) 5. Buat persamaan regresi kurva kalibrasi standart

6. Hitung konsentrasi limbah slag melalui kurva kalibrasi

, , = (3.1) Dengan;

C = konsentrasi (ppm) Pb, Cr hasil ploting dari kurva kalibrasi atau melalui persamaan garis kurva standart

P = factor pengenceran W = bobot contoh (gram) V = Volume akhir labu (ml) (SNI 02-0086-2005)

24

3.3.2. Prosedur Solidifikasi/Stabilisasi limbah padat

1. Menyiapkan limbah padat industri baja (slag) yang telah dianalisa dan dikeringkan.

2. Dicampurkan limbah padat, pasir, semen, kerikil dan air hingga rata. Dengan 6 variasi campuran yang setiap variasi masing-masing dibuat 3 buah sampel. Komposisi campuran tersebut disajikan pada table 3.1.

Tabel 3.1 Komposisi Campuran Bahan Sampel Beton

No Komposisi Bahan Susun (%)

Limbah Semen Pasir Kerikil

1 2 3 4 5 6 0 6,25 12,5 18,75 25 31,25 25 25 25 25 25 25 31,25 25 18,75 12,5 6,25 0 43,75 43,75 43,75 43,75 43,75 43,75

3. Setelah tercampur dengan rata, kemudian bahan campuran tersebut dimasukkan ke dalam mesin penggilingan yang bertujuan untuk memadatkan campuran bahan.

4. Hasil campuran yang telah rata, dimasukkan ke dalam cetakan 5. Setelah beton dicetak kemudian dikeringkan selama 24 jam dalam

ruangan terbuka untuk memperoleh kondisi pengerasan optimum. 6. Kemudian beton direndam selama 7, 14, dan 28 hari.

25 3.3.3. Prosedur pengujian Tekan

1. Benda uji dikeluarkan dari bak perendaman, lalu dijemur selama ± 24 jam.

2. Benda uji yang telah siap, ditentukan kuat tekannya dengan mesin tekan yang dapat diatur kecepatan penekanannya.

3. Kecepatan penekanan dari mulai pemberian badan sampai benda uji hancur diatur sehingga tidak kurang dari 1 (satu) menit dan tidak lebih dari 2 (dua) menit.

4. Kuat tekan benda uji dihitung dengan membagi beban maksimum pada waktu benda uji hancur, dengan luas bidang tekan bruto, dinyatakan dalam kg/cm2.

5. Percobaan diulang untuk setiap benda uji.

Kuat tekan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

= ! "# (3.2)

Keterangan :

KT = Kuat tekan (kg/cm2) P = Besarnya beban tekan (kg) A = Luas bidang tekan (cm2) Fk = 1,18

(SNI 03-0349-1989) 3.3.4. Prosedur Pengujian Porositas

Standar pengujian yang digunakan dalam pengujian ini adalah langkah-langkah sebagai berikut :

1. Beton disiapkan

2. Beton dikeringkan dalam oven pada suhu 1100C selama 2 jam 3. Beton yang telah dikeringkan ditimbang (A)

4. Setelah beton ditimbang kemudian direndam dalam air selama 24 jam

26

5. Setelah beton direndam kemudian ditimbang dalam kondisi basah dengan menyeka permukaan beton terlebih dahulu dengan lap lembab (B)

6. Selisih penimbangan dalam keadaan kering (A) dan dalam keadaan basah (B) adalah jumlah penyerapan air, dan harus dihitung berdasarkan persen berat benda uji kering.

!$%! $ &# = '(

' 100% (3.3) Keterangan :

A = Berat bata beton kering (gr) B = Berat bata beton basah (gr) (SNI 03-0349-1989)

3.3.5. Prosedur Analisa Mobilisasi Logam Berat dengan Alat AAS

1. Sampel dalam bentuk larutan di ambil sebanyak 50 ml dimasukkan ke dalam beaker gelas

2. Ditambahkan ± 30 ml asam klorida (HCl) pekat dan 10 ml asam nitrat (HNO3) pekat

3. Ditutup dengan kaca arloji

4. Dipanaskan hingga mendidih ± 30 menit diatas penangas air.

5. Dibuka kaca arloji penutup, evaporasi larutan hingga kering diatas water bath.

6. Ditambahkan sedikit asam klorida (HCl), ulangi evaporasi hingga kering dan biarkan dingin.

7. Ditambahkan ± 25 ml HCl

8. Dipanaskan hingga larut semua dan didinginkan

9. Dipindahkan kedalam labu 100 ml sambil dibilas dengan aquadest 10.Tepatkan hingga tanda batas dengan aquadest dan bila perlu disaring. 11.Larutan siap diukur dengan alat AAS.

27

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 KARAKTERISTIK LIMBAH PADAT SLAG BAJA

Slag baja yang akan digunakan dalam penelitian ini dinyatakan sebagai limbah B-3 karena mengandung logam-logam berat yang berbahaya bagi lingkungan seperti logam berat Cr dan Pb. Adapun hasil analisis limbah slag baja untuk logam Cr adalah 5056,698 ppm (hasil analisis laboratorium) , dan untuk Pb adalah 328,4531ppm (hasil analisis laboratorium). Berdasarkan baku mutu limbah kandungan logam berat pada slag baja tersebut berada diatas ambang batas.

Adapun baku mutu menurut (Keputusan Kepala Badan Pengendalian Dampak Lingkungan Nomor : KEP-03/BAPEDAL/09/1995 tentang Persyaratan Teknis Pengolahan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun) kadar maksimum Pb dan Cr sebesar 5 ppm.

Untuk mengatasi permasalahan lingkungan yang akan timbul dilakukan proses solidifikasi/stabilisasi pada slag baja tersebut. Proses solidifikasi/stabilisasi yang dilakukan dalam penelitian ini adalah dengan mencampurkan limbah slag baja tersebut dengan semen, pasir, dan kerikil untuk tujuan pembuatan Bata Beton. Bata beton yang dibuat mempunyai komposisi sebagai berikut:

Tabel 4.1 Komposisi Campuran Bahan Sampel Beton

No Komposisi Bahan Susun (%)

Limbah Semen Pasir Kerikil

1 2 3 4 5 6 0 6,25 12,5 18,75 25 31,25 25 25 25 25 25 25 31,25 25 18,75 12,5 6,25 0 43,75 43,75 43,75 43,75 43,75 43,75

28 0 50 100 150 200 250 300 350

0 6.25 12.5 18.75 25 31.25

K u at T ek an B at a B et o n (k g /c m ²)

Komposisi Limbah %

Kuat Tekan Bata Beton (Kg/Cm2)

Bata beton tersebut harus memenuhi standart mutu SNI, untuk itu perlu dilakukan uji kuat tekan dan porositas, sementara untuk pemenuhan baku mutu lingkungan perlu uji mobilitas logam berat Cr dan Pb.

4.2 UJI KUAT TEKAN BATA BETON

Bata Beton yang dibuat harus memenuhi Standart SNI. Dimana ukuran bata beton yang akan dibuat adalah 21cm x 10,5cm x 10 cm. Dari hasil penelitian tentang kuat tekan pada berbagai variasi komposisi limbah telah dilakukan dan hasilnya seperti yang terdapat pada gambar 4.1.

Gambar 4.1. Pengaruh Komposisi Campuran Terhadap Kuat Tekan Bata Beton

Uji kekuatan tekan dilakukan pada hari ke-28. Proses hidrasi diyakini telah selesai pada hari ke-28 [17] . Pengerasan semen bukan berasal dari proses pengeringan, akan tetapi terjadi karena adanya proses hidrasi pada saat semen bersentuhaan dengan air, sehingga kekuatan sampel akan bertambah sejalan dengan bertambahnya umur sampel sampai proses hidrasi sudah tidak berjalan lagi [24].

Berdasarkan hasil uji kekuatan tekan diperoleh kecenderungan makin besar komposisi limbah maka makin meningkat kuat tekannya. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada grafik 4.1. namun demikian untuk semua variasi komposisi limbah yang dibuat, kekuatan tekan yang diperoleh masih dalam standart SNI 03-0691-1996. Berikut adalah standart baku mutu untuk masing-masing kategori:

29

a. Kekuatan tekan antara 356,89 kg/cm2 – 407,884 kg/cm2 dapat digunakan untuk jalan (mutu A)

b. Kekuatan tekan antara 185,590 kg/cm2 – 203,942 kg/cm2 dapat digunakan untuk peralatan parkir (lapangan parkir) (mutu B).

c. Kekuatan tekan antara 136,463 kg/cm2 – 163,756 kg/cm2 dapat digunakan untuk pejalan kaki (mutu C).

d. Kekuatan tekan antara 92,795 kg/cm2 – 109,171 kg/cm2 dapat digunakan untuk taman dan penggunaan lain (mutu D).

Dengan demikian, dari hasil penelitin tentang uji kuat tekan pada berbagai variasi komposisi semua masuk kedalam kategori B (dapat digunakan untuk peralatan parkir).

Pada gambar 4.1 menunjukkan Komposisi campuran dengan slag baja sebanyak 100 % menunjukkan kuat tekan tertinggi yaitu sekitar 304,08 kg/cm2 sementara itu kuat tekan terendah komposisi campuran dengan slag Baja sebanyak 0 % yaitu sekitar 217,62 kg/cm2. Hal ini menunjukkan bahwa seluruh sampel memiliki kuat tekan yang sesuai dengan standar SNI.

Kenaikan berat dan kuat tekan bata beton ini diakibatkan karena perbedaan karakteristik berat jenis antara pasir dan slag baja. Limbah slag baja memiliki berat jenis lebih besar dari pada pasir yaitu > 2,475kg/dm3 sehingga dengan penambahan limbah slagbaja ke dalam campuran yangakan mengisi sebagian volume bata beton akan mengakibatkan kenaikan beratbata beton, beton semakin berat danruang udara semakin kecil sehingga kekuatan beton dalam menahan suatu beban semakin meningkat [6]. Jika limbah slag baja semakin banyak dalam bata beton maka ruang udara semakin sedikit dan kuat tekan semakin naik.

30 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5

0 6.25 12,5 18,75 25 31.25

P o ro si ta s B at a B et o n ( % )

Komposisi Campuran (%)

Porositas Bata Beton (%)

4.3 UJI POROSITAS BATA BETON

Uji porositas bertujuan untuk mengetahui seberapa besar penyerapan air oleh bata beton. Hasil uji porositas bahan untuk berbagai komposisi diuraikan pada gambar 4.2.

Gambar 4. 2. Pengaruh Komposisi Campuran Terhadap Porositas

Berdasarkan grafik di atas dapat dilihat bahwa persentase variasi limbah slag bajadalam campuran komponen yang semakin banyak akan menyebabkan persentase daya serap air (porositas) bata beton semakin kecil. Berikut adalah Standart baku mutu SNI 03-0691-1996 untuk masing-masing kategori:

a. Porositas (penyerapan air) 0 – 3 % dapat digunakan untuk jalan (mutu A)

b. Porositas (penyerapan air) 3,1 – 6 % dapat digunakan untuk peralatan parkir (lapangan parkir) (mutu B).

c. Porositas (penyerapan air) 6,1 - 8 % dapat digunakan untuk pejalan kaki (mutu C).

d. Porositas (penyerapan air) 8,1 – 10 % dapat digunakan untuk taman dan penggunaan lain (mutu D).

Dengan demikian dari hasil penelitian tentang uji porositas pada berbagai variasi komposisi (0, 6,25, 12,5, 18,75 %) masuk kedalam kategori B (dapat digunakan untuk peralatan parkir) dan untuk variasi komposisi (25 dan 31,25 %)

31 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 0 50 100 150 200 250 300 350

0 10 20 30

K u at T ek an ( k g/ cm ²)

Komposisi Limbah (%)

Kuat Tekan Bata Beton

Porositas

masuk kedalam kategori A dapat digunakan untuk jalan. Daya serap air terbaik sebesar 2,61 % terjadi pada komposisi campuran 100 %.

Hubungan daya serap air dengan variasi limbah slag baja adalah linier, semakin besar variasi limbah slag baja, maka daya serap bata beton semakin kecil. Hal tersebut disebabkan dari sifat fisika limbah slag baja yang menyerupai logam dan memiliki berat jenis yang lebih besar dari pasir hal ini memungkinkan slag baja lebih sedikit menyerap air .Selain itu pencampuran secara manual dapat menyebabkan tidak homogennya campuran tersebut sehingga terbentuk rongga-rongga udara dan air dapat masuk mengisi rongga tersebut [6]. Hal ini lah yang menyebabkan penyerapan air pada Bata Beton bukan karena limbah Slag Baja

Gambar 4. 3. Hubungan Antara Kuat Tekan dan Porositas Bata Beton

Pada gambar diatas dijelaskan bahwa kuat tekan yang semakin meningkat menandai ikatan yang terjadi dalam campuran semakin kuat dan sedikit rongga. Ikatan yang kuat menyebabkan naiknya kerapatan bata beton yang pada akhirnya akan menaikkankan kekedapan terhadap air yang ditandai dengan turunnya daya serap air bata beton

32 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25

0 6.25 12,5 18,75 25 31.25

K o n se n tr as i C r (p p m )

Komposisi Campuran (%)

Hari ke-7 Hari Ke-14 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12

0 6.25 12,5 18,75 25 31.25

K o n se n tr as i P b ( p p m )

Komposisi Campuran (%)

Hari Ke-7 Hari ke-14 Hari ke-28

4.4 MOBILISASI LOGAM BERAT Cr DAN Pb PADA BATA BETON

DENGAN ALAT AAS

Pada penelitian ini, pengujian mobilisasi diwakili oleh sampel yang memiliki komposisi kadar logam berat terbanyak yaitu Cr dan Pb. Logam berat ini dapat dianggap mewakili logam berat lainnya. Pengujian logam berat untuk Cr dan Pb ini dilakukan setelah perendaman selama 7, 14, 28 hari. Dengan menggunakan air leding yang bersifat Netral. Gambar 4.4 menunjukkan hasil analisa mobilisasi limbah logam berat Cr dan Pb.

Gambar 4.4. Konsentrasi Logam Berat Cr

Gambar 4.5. Konsentrasi Logam Berat Pb

Bata beton yang dianalisis mobilisasi logam berat Cr dan Pb dengan lama perendaman selama 7, 14, 28 hari. Kemudian air hasil perendaman diuji konsentrasi logam berat Pb dan Cr dengan menggunakan alat AAS (Atomic Adsorption Spectrofotometer). Uji mobilisasi dilakukan untuk mengetahui seberapa besar logam

33

berat Cr dan Pb yang masih terlepas atau terpapar ke lingkungan setelah slag baja dimanfaatkan menjadi Bata Beton. Slag baja berperan sebagai agregat halus menggantikan (mensubtitusi) pasir.

Berdasarkan grafik di atas pada logam Cr dan Pb konsentrasi yang dihasilkan semakin berkurang dengan bertambahnya hari perendaman. Pada variasi 6,25 %, 12,5 %, 18,75 %, 25 %, 31,25 % konsentrasi Logam Cr dan Pb terbesar terjadi pada hari ke-7 dan semakin menurun dengan penambahan hari. Hal ini disebabkan karena semen mempunyai formasi senyawa yang progres peningkatan kekuatan yang terjadi dari 14 sampai 28 hari [24], sehingga logam terkungkung dengan ikatan semen – pasir dan terjebak di bagian dalam bata beton dan susah terhidrolisis oleh air. Jika kuat tekan yang dimiliki suatu beton meningkat akibat penambahan limbah maka ikatan antara semen limbah semakin kuat sehingga kadar Cr total dan Pb keluar semakin kecil. kekuatan beton tergantung kekuatan ikat semen dengan limbah dan sifat reaktif dari permukaan limbah dalam berikatan dengan semen [1].

(Keputusan Kepala Badan Pengendalian Dampak Lingkungan Nomor : KEP-03/BAPEDAL/09/1995 tentang Persyaratan Teknis Pengolahan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun) kadar maksimum Pb dan Cr hasil stabilisasi/solidifikasi sebesar 5 ppm. Dengan demikian hasil solidifikasi slag baja sebesar < 0,1955 ppm sudah sesuai dengan baku mutu yang berlaku.

34

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. KESIMPULAN

Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Sifat fisik concrete (bata beton) khususnya kuat tekan dan porositas mengalami perbedaan pada setiap presentase limbah, dimana kuat tekan semakin besar pada setiap penambahan proporsi limbah yaitu yang terbaik pada formula limbah 31,25%, semen 25 %, pasir 0% dan Kerikil 43,75% yaitu 304,68 kg/cm2 dan juga porositas terkecil yaitu 2,61%

2. Mobilisasi logam berat Chrom (Cr) dan Timah (Pb) pada slag baja yang telah disolidifikasi masih dibawah standart baku mutu nomor: KEP-03/BAPEDAL/09/1995 yaitu dibawah 5 ppm

3. Limbah slag baja dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku tambahan untuk pembuatan ata beton (concrete) pada semua variasi yang telah memenuhi syarat.

B. SARAN

Dengan dapat digunakannya limbah slag baja dengan bahan baku tambahan pembuatan bata beton maka disarankan :

1. Pada saat pencampuran antara pasir, semen, kerikil, ddan limbah diperlukan kehomogenan untuk mendapatkan daya serap air yang memenuhi syarat SNI. 2. Pada uji mobilisasi logam berat disarankan penambahan waktu perendaman

hingga 60 hari, karena jika hanya 28 hari ada kemungkinan logam berat dapat keluar kembali pada jangka waktu yang lama.

35

DAFTAR PUSTAKA

[1] Albinas Gailius, dkk (2010). “Hazardous Wastes Recycling by Solidification/Stabilization Method”. Journal of Materials Science, Vol.16, No.2 (2010), hal. 166-169.

[2] ASTM C-150-1985. Standart Specifications And Test For Portland Cemens (American Society For testing And Materials, 1985) hal 8

[3] Astuti, Widi, dkk. “Studi Pemanfaatan Lumpur Limbah Cair B-3 yang Mengandung Pb dan Cr dari Industri Percetakan sebagai Bahan Baku Tambahan Pembuatan Paving Block”, Media Komunikasi Teknik Sipil (Juni, 2005), Vol.13, No.2, hal 78-83

[4] BSN (1989). SNI 03-0349-1989 : Bata Beton Untuk Pasangan Dinding. Jakarta: Badan Standardisasi Nasional.

[5] Caijun Shi and Jimenez, A. Fernandez (2006), “Stabilization/Solidification of Hazardous and Radioactive Wastes With Alkali-Activated Vements". Journal of Hazardous Materials B137, hal. 1656-1662

[6] Chandrayanti, Lucy . Pemanfaatan Limbah Sekam Dan Serat Rami (Goni) Untuk Pembuatan Papan Semen. Tugas AkhirSekolah Tinggi Teknik Lingkungan. Yayasan Lingkungan Hidup. Yogyakarta (2003).

[7]Evi. Naria”Mewaspadai Dampak Bahan Pencemar Timbal (Pb) Di Lingkungan Terhadap Kesehatan”.kesehatan lingkungan Fakultas Kesehatan Masyarakat USU, (2005), Vol 17 (4) hal. 68

36

[8] Fatimawali, dll. “Analisis Kandungan Merkuri Pada Krim Pemutih yang Beredar di Kota Manado”, Farmasi FMIPA UNSRAT, Vol.2, No.01 (Februari, 2013)

[9] Febriansyah, dkk,. “Pengaruh Penambahan Limbah Padat Abu Terbang Batubara (Fly Ash) Terhadap Kekuatan Tekan Dan Porositas Genteng Tanah Liat Kabupaten Pringsewu”. (Universitas Lampung, 2013).

[10] Febriyatno Hendy. “Pemanfaatan Limbah Bahan Padat Sebagai Agregat Kasar Pada Pembuatan Beton Normal”. Universitas Gunadarma, (2005).

[11] Grasso, D. (1993). “Hazardous Waste Site Remediation, Source Control, Lewis Publishers”.

[12] Gunawan G, dkk.”Pemanfaatan slag baja untuk teknologi jalan yang ramah lingkungan puslitbang jalan dan jembatan” Kementerian Pekerjaan Umum

Badan Penelitian dan Pengembangan (Bandung: 2011).

[13] Junita Nita Ratna. “Risiko Keracunan Merkuri (Hg) Pada Pekerja Penambang Emas Tanpa Izin (Peti) Di Desa Cisarua Kecamatan Nanggung Kabupaten Bogor”. (Universitas Negri Islam: 2013).

[14] Kasam. “Performansi Solidifikasi Limbah Kerak Industri Baja Sebagai Beton”. Jakarta: Universitas Islam Indonesia, Vol.1, No.1 (2004) hal: 27-28

[15] Kurniawaty, Indah. Tugas Akhir Pemanfaatan Limbah Slag yang Mengandung Cr dan Zn dari Industri Baja dengan Metode Solidifikasi sebagai Campuran Beton Untuk Mengurangi Resiko Pencemaran Lingkungan (Studi Kasus PT. Inti General Yaja Steel, Semarang). Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik (Universitas Diponegoro. Semarang 2006).

37

[16] Meneg KLH. KEP-MLH-02-1988: Keputusan Menteri Negara Kependudukan dan Lingkungan Hidup Tentang Pedoman Penetapan Baku Mutu Lingkungan, (Jakarta: 1988).

[17] Mizwar Andi,dkk. “Pemanfaatan limbah lumpur berminyak Melalui Proses Stabilisasi/Solidifikasi dengan Semen Untuk Pembuatan Bata Beton Berlubang”, Lampung: Universitas Lampung, (2006).

[18] Nina Khairani, dkk. “Penentuan Kandungan Unsur Krom dalam Limbah Tekstil dengan Metode Analisis Pengaktifan Neutron”, Yogyakarta: Universitas Diponegoro, (2007). 10(1):35-36.

[19] Pranjoto dan Endang. “Kajian tentang Proses Solidifikasi/Stabilisasi Logam Berat Dalam Limbah dengan Semen Portland”. Yogyakarta: UNY, (Agustus, 2007).

[20] Palar, Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat. (Jakarta: Rineka Cipta, 2004), hal. 44

[21] Santanu, Paria dan Pak K. Yuet. “Solidification/Stabilization of Organic dan Inorganic Contaminants using Portland Cement”. Published in Environmental, (2006), Vol.14, hal. 220-223.

[22] SII.0013-8 1.” Standar Uji Bahan Bangunan Indonesia. (Jakarta:BSN, 1986).

[23] Sri, Mulyani, dkk. “Identifikasi Cemaran Logam Pb dan Cd pada Kangkung yang Ditanam di Daerah Kota Denpasar”. Jurnal Bumi Lestari, Vol.12, No.2 (Agustus, 2012), hal. 346

38

[25] Utomo, M. Pranjoto dan Laksono, Endang Widjajanti. “Kajian Tentang Proses Solidifikasi/Stabilisasi Logam Berat Dalam Limbah Dengan Semen Portland”, UNY (2007).

[26] Widaningrum, dkk.”Bahaya Kontaminasi Logam Berat Dalam Sayuran Dan Alternatif Pencegahan Cemarannya,” jurnal Teknologi Pascapanen Pertanian ( Vol. 3 2007), hal 18.

39

LAMPIRAN I

TABEL

1. Beban Tekan Bata Beton

Tabel L 1.1 Beban Tekan Bata Beton Hasil Penelitian Komposisi

Limbah (%)

Beban Tekan Bata Beton (kN) Rata-rata

I II III

0 438,0 300,0 482,0 406,66

6,25 470,0 530,0 440,0 480,00

12,5 476,0 530,0 610,0 538,66

18,75 600,0 560,0 476,0 545,33

25 650,0 540,0 490,0 560,00

31,25 610,0 600,0 498,0 569,33

2. Kuat Tekan bata Beton

Tabel L 1.2 Kuat Tekan Bata Beton Hasil Penelitian Komposisi

Limbah (%)

Kuat tekan (kg/cm2)

Rata-rata

I II II

0 234,39 160,54 257,94 217,62

6,25 251,52 283,63 235,46 256,87

12,5 254,73 283,63 326,44 288,26

18,75 321,09 299,68 254,73 291,83

25 347,85 288,98 262,22 299,68

40 3. Berat Bata Beton untuk Uji Porositas

a. Berat Bata Beton untuk Benda Uji I

Tabel L 1.3 Berat Bata Beton untuk Uji Porositas Hasil Penelitian I Komposisi

Limbah (%)

Berat Kering (Kg) Berat Basah (Kg)

0 3,82 3,91

6,25 3,85 3,99

12,5 3,96 4,07

18,75 3,98 4,06

25 3,86 3,99

31,25 3,95 4,09

b. Berat Bata Beton untuk Benda Uji II

Tabel L 1.4 Berat Bata Beton untuk Uji Porositas Hasil Penelitian II Komposisi

Limbah (%)

Berat Kering (Kg) Berat Basa (Kg)

0 3,87 4,06

6,25 3,81 3,96

12,5 3,79 3,87

18,75 3,88 4,02

25 3,92 4,03

41

c. Berat Bata Beton untuk Benda Uji III

Tabel L 1.5 Berat Bata Beton untuk Uji Porositas Hasil Penelitian III Komposisi

Limbah (%)

Berat Kering (Kg) Berat Basa (Kg)

0 3,90 4,12

6,25 3,82 3,99

12,5 3,88 4,10

18,75 3,82 4,00

25 3,98 4,09

31,25 3,99 4,09

4. Porositas Bata Beton

Tabel L 1.6 Porositas Bata Beton Hasil Penelitian Komposisi

limbah (%)

Pengujian porositas (%)

Rata-Rata

I II III

0 2,30 4,68 5,34 4,11

6,25 3,51 3,78 4,26 3,85

12,5 2,70 2,07 5,36 3,38

18,75 1,97 3,48 4,5 3,31

25 3,26 2,73 2,69 2,89

42 5. Mobilitas Logam Cr Bata Beton

Tabel L 1.7 Mobilisasi Logam Berat Cr pada Bata Beton Hasil Penelitian Logam

berat

Komposisi limbah

(%)

Pengujian Mobilisasi (ppm)

Hari ke- 7 Hari ke-14 Hari ke-28

Cr

0 0 0 0

6,25 0,0932 0,0238 0,0022

12,5 0,1035 0,0355 0,0034

18,75 0,1167 0,0641 0,0073

25 0,1879 0,0971 0,0099

31,25 0,1955 0,1156 0,0157

6. Mobilisasi Logam Pb Bata Beton

Tabel L 1.8 Mobilisasi Logam Berat Pb pada Bata Beton Hasil Penelitian Logam

Berat

Komposisi limbah

(%)

Pengujian Mobilisasi (ppm)

Hari ke- 7 Hari ke-14 Hari ke-28

Pb

0 0 0 0

6,25 0,0375 0,0260 0,0023

12,5 0,0691 0,0420 0,0029

18,75 0,0744 0,0652 0,0067

25 0,1045 0,0753 0,0089

31,25 0,1134 0,0814 0,0175

7 Standart Mutu Bata Beton

Tabel L.1.9 Standart mutu Bata Beton Mutu

Kuat Tekan (Kg/Cm2)

Penyerapan air rata-rata

maks. maksimal minimal

43

Sumber: SNI-03-0691-1996

8. Standart Mutu Logam Berat

Tabel L.1.10 Standart Mutu Logam berat

Parameter Konsentrasi (ppm)

Aldrin + Dieldrin 0,07

Arsen 5,0

Barium 100,0

Benzene 0,5

Boron 500,0

Cadium 1,0

Carbon tetrachloride 0,5

Chromium 5,0

Fluorides 150,0

Lead 5,0

Lindane 0,4

Mercury 0,02

Methoxychlor 10,0

Methyl Parathion 0,7

Nitrate + Nitrite 1000,0

Nitrite 100

Nitrobenzene 2,0

Pentachlorophenol 100,0

Pyridine 5,0

Parathion 3,5

B (untuk pelataran parkir) 203,942 185,590 6

C (untuk pejalan kaki) 163,756 136,463 8

44

Selenium 1,0

Silver 5,0

Tetrachloroethylene (PEC) 0,7

Toxaphene 0,5

Trichloroethylenes (TEC) 0,5

Trialomethanes 35,0

Zinc 50,0

45

LAMPIRAN II

PERHITUNGAN

1. Konsentrasi Logam Cr Sebelum disolidifikasi

Perhitungan konsentrasi logam Cr sebelum disolidifikasi dihitung dengan menggunakan persamaan (SNI 02-0086-2005) :

konsentrasi Hg, ppm = C x P x V W Dimana :

C = konsentrasi (ppm) Cr hasil ploting dari kurva kalibrasi atau melalui persamaan garis kurva standart.

P = Faktor pengenceran W = bobot contoh (gram) V = Volume pelarut (ml)

Contoh perhitungan konsentrasi logam Cr pada limbah Slag Baja sebelum disolidifikasi :

Dik : Berat limbah Slag Baja = 5,0019 gr Konsentrasi aktual = 1,2647 ppm Volume Pelarut = 100 ml Faktor pengenceran = 200

konsentrasi Cr, ppm =C x P x V W

= 1,2647 x200 x 100 ml 5,0019 gr = 5056,6984 ppm

46

2. Konsentrasi Logam Pb Sebelum disolidifikasi

Perhitungan konsentrasi logam Pb sebelum disolidifikasi dihitung dengan menggunakan persamaan (SNI 02-0086-2005) :

konsentrasi Pb, ppm = C x P x V W

Keterangan :

C = konsentrasi (ppm) Pb hasil ploting dari kurva kalibrasi atau melalui persamaan garis kurva standart.

P = Faktor pengenceran W = bobot contoh (gram) V = Volume pelarut (ml)

Contoh perhitungan konsentrasi logam Pb pada limbah Slag Baja sebelum disolidifikasi :

Dik : Berat limbah slag baja = 5,0019 gr Konsentrasi aktual = 1,6429 ppm Volume Pelarut = 100 ml Faktor pengenceran = 10

konsentrasi Cr, ppm =C x P x V W

= 1,6429 x 10 x 100 ml 5,0019 gr = 328,45318 ppm

47 3. Kuat Tekan Bata Beton

Perhitungan kuat tekan dihitung dengan menggunakan persamaan (SNI 03-0349-1989) :

=

& F ! "# Dimana :

KT = Kuat tekan (kg/cm2) P = Besarnya beban tekan (kg) A = Luas bidang tekan (cm2) Fk = 1,18

Contoh perhitungan kuat tekan bata beton dengan beban tekan 470,0 kN dan komposisi 6,25% pada benda uji I :

Dik : Beban Tekan = 470,0 kN

A (luas bidang tekan) = p x l

= (21 x 10,5) cm = 220,5 cm2 Faktor koreksi = 1,18

KT = P

A x Faktor koreksi = 470,0 kN x 100 kg/kN

220,5 cmN x 1,18 = 251,52 kg/cmN

48 4. Porositas Bata Beton

Perhitungan porositas bata beton dihitung dengan menggunakan persamaan (SNI 03-0349-1989) :

!$%! $ &# = O − &

O 100% Dimana :

A = Berat bata beton kering (gr) B = Berat bata beton basah (gr)

Contoh perhitungan porositas bata beton dengan komposisi limbah 6,25% pada benda uji I :

Dik : Berat kering (A) = 3,85 kg Berat basah (B) = 3,99 kg Penyerapan Air = B − A

B x 100% = 3,99 − 3,85

49

LAMPIRAN III

L.3. Flowchart Percobaan

L.3.1Analisa Limbah Padat

Sampel ditimbang ± 5 gr

Sampel dilarutkan dalam 10 ml HNO3 dan 30 ml HCl

Dipanaskan 60 0C-70 0C sampai larut sempurna

Dibuka kaca arloji penutup, evaporasi larutan hingga kering diatas water bath

Dianalisa dengan alat AAS Ditambahkan sedikit asam klorida (HCl), ulangi evaporasi hingga kering dan biarkan dingin

Selesai Mulai

Ditambahkan ± 25 ml HCl

Dipanas kan hingga larut semua dan didinginkan, dan dipindahkan ke dalam labu 100 ml dan ditepatkan hingga tanda batas

50

L.3.2. Flowchart Solidifikasi/Stabilisasi Limbah Padat

Selesai Mulai

Sampel (limbah), semen, pasir, kerikil dan air dicampur hingga

rata

Direndam selama 7, 14 dan 28 hari

Dicetak dan dikeringkan selama 24 jam Dimasukkan kedalam mesin

penggiling Sampel disiapkan

51 L.3.3. Flowchart pengujian tekan

Mulai

Percobaan diulang untuk setiap benda uji Dicatat hasil pengujian

Kecepatan penekanan tidak kurang dari 1 menit dan tidak lebih dari 2 menit

Ditentuan kuat tekannya dengan mesin tekan Beton dikeluarkan dari bak perendaman dan di

jemur selama ±24 jam

52 L.3.4 Flowchart pengujian porositas

Mulai

Beton disiapkan

Direndam dalam air selama 24 jam

Dikeringkan dalam oven pada suhu 110oC selama 2 jam

Kemudian ditimbang

Ditimbang dalam kondisi basah

Dicatat hasil pengujian

53

L.3.5. Flowchart Analisa Mobilisasi Logam Berat Mulai

Air hasil rendaman diambil sebanyak 50 ml dimasukkan kedalam beaker gelas Beton direndam selama 7, 14, dan

28 hari

Dipanaskan hingga mendidih ± 30 menit

Dibuka kaca arloji penutup, evaporasi larutan hingga kering diatas water bath

selesai

Dianalisa dengan alat AAS Ditambahkan ± 30 ml Asam Klorida (HCl)

pekat dan 10 ml asam Nitrat (HNO3)pekat

Ditambahkan sedikit asam klorida (HCl), ulangi Evaporasi hingga kering dan biarkan

dingin

Ditambahkan ± 25 ml HCl

Dipanas kan hingga larut semua dan didinginkan, dan dipindahkan ke dalam labu 100 ml dan ditepatkan hingga tanda batas

54 L.3.6. Flowchart Penelitian

Mulai

Penyediaan bahan:

Limbah logam berat, pasir, semen, kerikil dan air

Setup peralatan:

Oven, cetakan, timbangan, pH meter, hummer mill, AAS, mesin uji tekan

Penetapan variasi:

Perbandingan limbah logam berat, pasir, semen, kerikil dan air.

Analisa limbah logam berat

Solidifikasi/Stabilisasi Limbah logam berat

Analisa fisika: pengujian tekan dan pengujian porositas.

selesai

55

LAMPIRAN IV GAMBAR PERCOBAAN

1. Penyiapan Bahan Baku

Gambar L 3.1 Limbah Slag Baja Gambar L 3.2 Semen Portland

Gambar L 3.3 Kerikil yang Gambar L 3.4 Pasir Telah diayak

56 Gambar L 3.5 Proses penimbangan bahan

2. Pembuatan Bata Beton

Gambar L 3.6 proses pencampuran Gambar L 3.7 proses pencetakan

57

Gambar L 3.8 Proses pengeringan Gambar L 3.9 Proses pengeluaran bata beton yang telah dicetak bata beton dari cetakan

Gambar L 3.10 Proses perendaman Gambar L 3.11 Proses perendaman untuk uji mobilisasi

53

L.3.5. Flowchart Analisa Mobilisasi Logam Berat

Mulai

Air hasil rendaman diambil sebanyak 50 ml dimasukkan kedalam beaker gelas Beton direndam selama 7, 14, dan

28 hari

Dipanaskan hingga mendidih ± 30 menit

Dibuka kaca arloji penutup, evaporasi larutan hingga kering diatas water bath

selesai

Dianalisa dengan alat AAS Ditambahkan ± 30 ml Asam Klorida (HCl)

pekat dan 10 ml asam Nitrat (HNO3) pekat

Ditambahkan sedikit asam klorida (HCl), ulangi Evaporasi hingga kering dan biarkan

dingin

Ditambahkan ± 25 ml HCl

Dipanas kan hingga larut semua dan didinginkan, dan dipindahkan ke dalam labu 100 ml dan ditepatkan hingga tanda batas

54 L.3.6. Flowchart Penelitian

Mulai

Penyediaan bahan:

Limbah logam berat, pasir, semen, kerikil dan air

Setup peralatan:

Oven, cetakan, timbangan, pH meter, hummer mill, AAS, mesin uji tekan

Penetapan variasi:

Perbandingan limbah logam berat, pasir, semen, kerikil dan air.

Analisa limbah logam berat

Solidifikasi/Stabilisasi Limbah logam berat

Analisa fisika: pengujian tekan dan pengujian porositas.

selesai

55 LAMPIRAN IV GAMBAR PERCOBAAN

1. Penyiapan Bahan Baku

Gambar L 3.1 Limbah Slag Baja Gambar L 3.2 Semen Portland

Gambar L 3.3 Kerikil yang Gambar L 3.4 Pasir Telah diayak

56 Gambar L 3.5 Proses penimbangan bahan

2. Pembuatan Bata Beton

Gambar L 3.6 proses pencampuran Gambar L 3.7 proses pencetakan

57

Gambar L 3.8 Proses pengeringan Gambar L 3.9 Proses pengeluaran bata beton yang telah dicetak bata beton dari cetakan

Gambar L 3.10 Proses perendaman Gambar L 3.11 Proses perendaman untuk uji mobilisasi

58 3. Analisa Karakteristik Bata Beton

Gambar L 3.12 Proses penimbangan Gambar L 3.13Proses penimbangan untuk uji porositas untuk uji tekan

Gambar L 3.14 Proses pengujian tekan Gambar L 3.15 Proses mobilisasi dengan alat AAS